人教版2020-2021八年级物理下册期末物理试卷(河南 安阳 殷都 word版)
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一、填空题(本题共10个小题,每空1分,共24分)
1.(3分)民俗、谚语是我国千年灿烂文化的精髓,其中蕴含了丰富的物理知识,如“四两拔千斤”,可以用 原理来解释,“坐地日行八万里”,说明运动、静止都是相对 而言的;如“花气袭人知骤暖”,说明分子热运动与 有关。
2.(3分)我国首台载人潜水器“姣龙号”,其体积为50m3.2011年夏,首次“接触”5000米深海。当其下潜至1000米深度时,它受到的浮力约为 N(海水的密度近似取:1×103kg/m3);该潜水器从1000米深处继续下潜,受到的浮力将 (选填”变大”、“不变”或“变小”),受到海水的压强将 (选填”变大”、“不变”或“变小”)。
3.(2分)如图所示,弹簧上端与物块m相连接,下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时,弹簧的弹力大小相等。物块的体积为100cm3,酒精的密度为0.8×103m3,g取10N/kg,水的密度1×103kg/m3(不计弹簧质量及体积),物块浸没在酒精中静止时弹簧对物块的弹力是 N,物块的质量为 kg。
4.(2分)2021年元月份,新冠病毒疫情在河北石家庄有些地区传播。为了防止医生和病人之间病毒的交叉感染,在收治医院内都建有负压病房,若病房内外气压差为15Pa,室外与病房间的安全门的面积为1.8m2,则安全门受到的内外气体的压力差为 N,方向指向病房 (选填“内”或“外”)。
5.(2分)阅读下面短文,回答问题:
雾霾天气﹣空气中含较多的细颗粒物。PM2.5表示大气中粒径小于或等于2.5μm的细颗粒物的含量,这个值越高,就代表空气污染越严重。
细颗粒物的形成,人为的因素是各种燃料的不完全燃烧,其来源包括发电、冶金、纺织印染等各种工业过程中排放的烟尘以及各类交通工具排放的尾气.细颗粒物粒径小,含大量的有毒、有害物质,且在大气中可以长时间、大范围地漫游、悬浮,吸入人体会对呼吸系统、心肺甚至大脑造成伤害。世界卫生组织规定:每立方米PM2.5小于10μg(1μg=1×10﹣6g)为安全值。
(1)PM2.5在大气中运动 (选填“是“或“不是“)分子无规则运动。
(2)某地市区监测到PM2.5为107μg/m3,即相当于100m3空气中含细颗粒物的质量为 g,市区空气质量严重污染,给市民出行带来不便。
6.(4分)1654年,著名的 实验,使人们确信大气压强的存在并且很大。实验表明,大气压的大小与海拔有关,海拔越高,大气压越 。滑雪比赛时,运动员用力撑雪杖使自己从山上由静止加速滑下,这表明力能使物体的 发生改变。某运动员在滑下过程中将标志杆撞弯,这说明力还能使物体的 发生改变。
7.(2分)探究压力的作用效果与受力面积的关系时,分别采用如图甲、乙所示的两种方法。用两只手的食指分别压在铅笔两端, 的方法不合理,该方法未控制 相等。
8.(2分)如图所示是国产大飞机C919的图片。客机在飞行时,机翼上表面比下表面空气流速 (选填“大”或“小”),飞机C919在匀速上升过程中,飞机的重力势能将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
9.(2分)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F﹣t和V﹣t图象分别如乙、丙所示,由图象可知,当t=3s时,物体受到的摩擦力是 N,在4~6s过程中,拉力对物体做的功是 J。
10.(2分)现阶段我国正全面有序的开展新冠疫苗的接种工作,如图示疫苗接种情景,接种疫苗注射器针头做得很尖,其目的是 (选填“增大”或“减小”)压强:医生用约0.2N的力按压面积为0.5cm2的注射器活塞将药液缓慢压入人体中,活塞受到的压强为 Pa。
二、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。其中第11-18题每小题只有一个选项符合题目要求,第19-20题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选得0分)
11.(2分)最早通过实验测出大气压值的物理学家是( )
A.伽利略 B.牛顿 C.托里拆利 D.阿基米德
12.(2分)物理学中有很多重要的科学研究方法,下列有关说法不正确的是( )
A.研究牛顿第一定律时应用了实验加推理法
B.卢瑟福研究原子内部结构时应用了建立模型法
C.探究“二力平衡的条件”时,应用了控制变量法
D.探究“物体是运动还是静止”时,必须选择一个参照物,应用了等效替代法
13.(2分)如图所示,用细绳将一重为6N的物体沿粗糙程度相同的斜面匀速拉到高处,斜面长s=1.5m,高h=0.5m,在此过程中,斜面的机械效率为75%。下列说法正确的是( )
A.拉力F的大小为2N
B.斜面对物体的摩擦力与拉力F是一对平衡力
C.只将物体拉到斜面中点位置处,斜面的机械效率变为原来的一半
D.若只把斜面的高度降低,则斜面的机械效率降低
14.(2分)如图所示,一氢气球吊着一物体以1m/s的速度匀速竖直上升,在上升过程中,吊物体的绳子突然断了,假如此时物体受到的所有外力全部消失,则在绳子断开后物体,物体会( )
A.立即匀速下落
B.立即下落,且速度越来越快
C.继续以1m/s的速度匀速上升
D.先以1m/s的速度上升一段距离后下落,下落时速度越来越快
15.(2分)在高速公路长下坡路段的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救,当失控车辆冲上该车道时,可以被强制减速停车避免发生交通事故。下列说法正确的是( )
A.避险车道的路面应当较为粗糙
B.汽车冲上避险车道的过程中,重力势能转化为动能
C.汽车冲上避险车道的过程中,其机械能保持不变
D.汽车冲上避险车道到达最高点时,动能最大
16.(2分)力学知识的应用在我们的生活中随处可见,图中的物理情景中描述正确的是( )
A.甲图中跳水运动员起跳后上升过程中,重力势能转化为动能
B.乙图中关闭下游阀门B,打开上游阀门A,闸室和上游构成连通器
C.丙图中瓶盖上设计有条纹,是通过使接触面更粗糙的方法来减小摩擦力
D.丁图中小丽穿溜冰鞋推墙,她对墙的推力与墙对她的作用力是一对平衡力
17.(2分)中国茶文化源远流长,博大精深五千多年前就有“神农尝百草日遇七十二毒,得茶而解之记载,“茶品”是我们最好的饮品,如图是小明给爸爸泡的一杯绿茶。观察水中起伏的茶叶,结合所学的物理知识,下列解释正确的是( )
A.茶叶漂浮在水面时受到的浮力与重力相等
B.茶叶在逐渐下沉时受到的浮力大于重力
C.茶叶逐渐下沉过程中受到水的压强不变
D.茶叶沉底后只受到重力和支持力的作用
18.(2分)如图所示,“复兴号”动车满载旅客缓缓驶入终点站。下列说法中正确的是( )
A.坐在动车上的乘客相对于车站是静止的
B.动车由运动变为静止,其惯性减小了
C.动车对铁轨的压力和铁轨对动车的支持力是一对平衡力
D.动车在水平轨道上减速滑行时,它受到的牵引力小于它受到的阻力
(多选)19.(2分)如图所示,水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器,容器中装有不同种类的液体,将A、B两个完全相同的圆柱体物块分别放入甲、乙两个容器的液体中,静止时两个容器中的液面恰好相平。下列说法中正确的是( )
A.物体下表面受到液体的压强pA=pB
B.液体对容器底的压强p甲>p乙
C.物体受到的浮力FA>FB
D.容器对桌面的压力F甲<F乙
(多选)20.(2分)杆秤是我国古代乃至近现代常用的测量质量的工具。小明用硬杆自制了一个杆秤,杆的粗细不均匀,如图所示。他首先在不挂重物和秤砣的情况下,将提纽固定在O点,提起提纽,秤杆可以在水平位置平衡。已知提纽与秤钩间距离OM=4cm,秤砣质量m=0.2kg.关于该杆秤,以下说法正确的是( )
A.秤的零刻线在O点右侧
B.秤杆粗细不均匀,但是秤的刻线分布是均匀的
C.秤的1kg刻度线在O点右侧N处,ON=16cm
D.称量物体质量时,若杆秤右端上扬,可将秤砣向右侧适当移动
三、作图题(本题共2小题,每小题3分,共6分)
21.(3分)如图所示,某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B,所用的拉力F=100N,物体B重300N (不计滑轮重、绳重及摩擦力),画出滑轮组的绕线。
22.(3分)如图所示,轻质弹簧竖直固定在地面,上端固定一个质量为m的小球,在竖直向上的拉力F作用下处于静止状态,画出小球受力的示意图。
四、实验探究题(本题共3小题,每空2分,共28分;其中23题6分,24题8分,25题14分)
23.(6分)小敏同学在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验,请你根据小敏的实验探究回答下列问题。
(1)比较图 ,说明浸在液体中的物体会受到液体对物体的浮力作用;
(2)比较图(b)与图(c)可得到的结论是:物体受到的浮力大小跟 有关;
(3)为探究浮力大小跟物体浸在液体中的深度关系,应选用图 来研究。
24.(8分)在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察小车沿不同材料的水平表面上滑行的距离,如图所示。
(1)实验中让小车从斜面的同一高度由静止滑下,这样能使小车到达水平面时具有相同的 。
(2)实验中在木板表面铺上不同的材料,可以改变小车在前进过程中所受 。
(3)根据实验现象,可以得出结论:在相同的条件下,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越 (选填“远”或“近”)。
(4)推理:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将做 运动。
25.(14分)小明利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压的值,实验装置及方案如下:
步骤1:把活塞推至注射器的底端,然后用细线拴住活塞的颈部,用弹簧测力计多次匀速拉动活塞,读出测力计的示数都为1.2N;
步骤2:用橡皮帽封住注射器的小孔,再次用弹簧测力计匀速拉动活塞,读出测力计的示数为6.8N;
步骤3:注射器吸入部分液体,并将活塞推至底部,用橡皮膜封住注射器的小孔,再次用弹簧测力计匀速拉动活塞,读出测力计的示数为7.4N。
其他相关数据如下表:
注射器的容积
V/mL
注射器有刻度的部分长度L/cm
大气压的值p/Pa
2.5
3.90
请根据小明的实验方案和数据回答以下问题:
(1)小明进行步骤1的操作目的是为了测出 ,如果省略这一步骤,会导致最终的测量结果 (选填“偏大”或“偏小”);
(2)步骤3中,向注射器内吸入 效果较好(选填“水”或“植物油”);
(3)为了保证装备的气密性,堵住针筒前端小孔,将活塞拉动一段距离,松手后,观察活塞能否回到原来的位置,离原来位置越 (选填“远”或“近”),气密性越好;
(4)测出的大气压的值为 Pa。
五、综合应用题(第26题10分,27题12分,共22分)
26.(10分)如图甲是建造跨江大桥时往江中投放建筑构件的示意图。钢缆绳拉着实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速下降(忽略江水水面高度变化);图乙是整个下降过程中钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取江水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)圆柱体A进入水中过程(提示:A从与水面接触到刚好完全浸没),重力做功的功率;
(2)当圆柱体A刚好浸没在水中时,水对圆柱体底部的压强;
(3)圆柱体A的密度。
27.(12分)如图所示,固定有滑轮和微型电动机的物体A放置在水平地面上,总重为20N,底面积为0.01m2。电动机通过滑轮组水平匀速拉动物体A,绳子拉力的功率为1.2W,并使物体A在2s内移动了0.2m,物体A受到地面的摩擦力为10.8N,求:
(1)物体A对地面的压强;
(2)绳子拉力大小;
(3)滑轮组的机械效率。
参考答案与试题解析
一、填空题(本题共10个小题,每空1分,共24分)
1.【分析】(1)使用杠杆时,当动力臂大于阻力臂时,杠杆是省力;
(2)判断物体运动还是静止,就是看研究的物体和参照物之间位置是否发生了变化;
(3)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,分子的这种运动属于扩散;温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快。
【解答】解:(1)“四两拨千斤”应用了省力杠杆的原理,即长力臂端施加一个较小的力,在支点另一端的短力臂上就能够得到一个较大的力;
(2)“坐地日行八万里”中“坐地”是相对于地面位置不变,是静止的,而“日行”则是相对于太阳位置改变,是运动的,说明运动、静止都是相对参照物而言的;
(3)温度较高,花香分子运动速度较快,扩散较快,所以“花气袭人知骤暖”说明分子运动快慢与温度有关。
故答案为:杠杆;参照物;温度。
2.【分析】①已知潜水器的体积和水的密度,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可算出潜水器受到的浮力;
②物体受到的浮力与液体密度和物体排开液体的体积有关。当物体浸没在水中时,受到的浮力大小与深度无关;
③根据液体压强计算公式P=ρ液gh可判断潜水器在海水中下潜时受到的压强的变化。
【解答】解:
①潜水器受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×50m3=4.9×105N;
②由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,与其它因素都无关。当潜水器从1000米处继续下潜时,因为海水密度不变,排开海水体积不变,所以潜水器受到的浮力不变;
③由公式P=ρ液gh知,海水密度不变,下潜过程中深度增大,所以潜水器受到的压强会增大。
故答案为:4.9×105N;不变;变大。
3.【分析】根据F浮=ρ水gV物 求得物块浸没在水中受到的浮力;对物块浸没在水中和酒精中进行受力分析,然后根据二力平衡列出等式即可求物体的质量,根据G=mg求出重力,然后求出拉力的大小。
【解答】解:
(1)物块浸没在水中:F浮=ρ水gV物=1.0×kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N。
(2)物块浸没在水中和酒精中受力分析分别如图甲、乙所示:
若物块都受弹簧的支持力,由于重力不变,浮力不同,故这种情况不可能;同理都受弹簧的拉力也不可能。
只可能是一个为拉力,另一个为支持力。由于物块在水中浮力大,物块会上浮,故弹簧会对它有拉力,在酒精中物块会受支持力作用。
图甲:F浮=F拉+mg,则F拉=1N﹣mg,
图乙:F浮′+F支=mg,则F拉=F支,
根据阿基米德原理可知:F浮′=ρ酒精gV物,则:F浮′+1N﹣mg=mg,
即:0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3+1N=2m×10N/kg,
解得m=0.09kg;
物体m的重力为:G=mg=0.09kg×10N/kg=0.9N;
物块浸没在酒精中静止时弹簧对物块的弹力是:F拉=F浮﹣G=1N﹣0.9N=0.1N。
故答案为:0.1;0.09。
4.【分析】根据p=FS算出该门所受的内外气体压力差。“负压”是指室内的气压低于室外的气压。
【解答】解:根据p=FS知,该门所受的内外气体压力差为:△F=△pS=15Pa×1.8m2=27N;
因为负压病房使病房内的大气压强低于外界的大气压强,故其方向指向病房内。
故答案为:27;内。
5.【分析】(1)物理学中把一个物体相对于另一个物体位置的改变称为机械运动。分子在不停地做无规则运动,并且温度越高扩散越快,分子的这种运动又叫做分子热运动;
(2)知道空气监测PM2.5为107μg/m3,对质量进行单位换算得出100m3的空气中PM2.5的颗粒物的质量。
【解答】解:(1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒,不是分子,它们在空中的运动,是机械运动,不属于分子的运动;
(2)由题知,空气监测PM2.5为107μg/m3,则根据ρ=mV可得,100m3的空气中PM2.5的颗粒物的质量:
m=107μg/m3×100m3=109μg=109×10﹣6g=1000g。
故答案为:(1)不是;(2)1000。
6.【分析】(1)马德堡半球实验是首次有力证明大气压强很大且也证明大气压强存在的著名实验,它重在验证大气压不仅存在而且很大;
(2)大气压与高度有关,大气压随高度增加而减小;
(3)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变;②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解答】解:(1)1654年,马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在;
(2)大气压与高度有关,海拔越高大气压越小;
(3)运动员用力撑雪杖使自己从山上由静止加速滑下,其运动状态发生变化,体现了力可以改变物体的运动状态;
运动员在滑下过程中将标志杆撞弯,标志杆的形状发生变化,体现了力可以使物体发生形变。
故答案为:马德堡半球;小;运动状态;形状。
7.【分析】本实验通过海手指的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,
探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。据此分析回答。
【解答】解:探究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力大小相等,甲中两手指受到的压力相等,
而乙中由于铅笔重力作用,下面的手指受到的压力大一些,即没有控制压力大小相等,故乙方法不合理。
故答案为:乙;压力。
8.【分析】(1)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大;
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:(1)空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,下表面平直,机翼下方的流速就小于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力;
(2)飞机C919在匀速上升过程中,飞机的质量不变,高度增加,故重力势能将增大。
故答案为:大;增大。
9.【分析】由v﹣t图象可知,4s~6s内物体做匀速直线运动,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,由F﹣t图象读出对应的拉力即可求出摩擦力的大小;
(1)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与速度无关,由v﹣t图象可知2s~3s内物体的运动状态,然后根据滑动摩擦力的大小不变得出答案;
(2)根据s=vt求出在4~6s过程中物体运动的距离,根据W=Fs求出拉力对物体做的功。
【解答】解:由v﹣t图象可知,4s~6s内物体以v=2m/s的速度做匀速直线运动,
由F﹣t图象可知,4s~6s内物体受到的拉力F=5N,
因物体做匀速直线运动时,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,
所以,滑动摩擦力的大小为5N;
(1)由v﹣t图象可知,2s~4s内物体做匀加速直线运动,
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与速度无关,
所以,当t=3s时,物体受到的摩擦力是5N;
(2)由v=st可得,在4~6s过程中物体运动的距离:
s=vt=2m/s×2s=4m,
拉力对物体做的功:
W=Fs=5N×4m=20J。
故答案为:5;20。
10.【分析】(1)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
(2)根据压强的定义式p=FS计算活塞受到的压强。
【解答】解:注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。
活塞受到的压强为:
p=FS=0.2N0.5cm2=2N0.5×10−4m2=4×103Pa。
故答案为:增大;4×103。
二、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。其中第11-18题每小题只有一个选项符合题目要求,第19-20题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选得0分)
11.【分析】根据对物理学家及其成就的掌握作答。
【解答】解:
A、伽利略发明了天文望远镜,最早提出“物体运动不需要力维持”的观点,故A不符合题意;
B、牛顿对物理学的贡献主要在力学部分,如牛顿运动的三个定律,故B不符合题意;
C、托里拆利第一个测出了大气压的值,故C符合题意;
D、阿基米德发现了著名的阿基米德原理和杠杆平衡条件,故D不符合题意。
故选:C。
12.【分析】结合推理法、建模法、控制变量法、等效替代法的相关定义与应用,结合选项中的实例可逐一做出判断。
【解答】解:A、研究牛顿第一定律时,根据物体受到的阻力越小,持续运动的时间越长,推理得出:如果运动的物体不受力,将一直做匀速直线运动。采用的是推理法。故A正确;
B、原子内部结构是抽象的,复杂的,卢瑟福为了研究原子的内部结构,建立了类似行星绕日的核式结构模型,采用的是模型法。故B正确;
C、需要满足多个条件,两个力才能平衡。所以在探究“二力平衡的条件”时,应用了控制变量法。故C正确;
D、等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。探究“物体是运动还是静止”时,必须选择一个参照物,是运用了比较思想,与等效替代法无关,故D错误。
故选:D。
13.【分析】(1)根据W=Gh求出有用功;然后根据机械效率的计算公式变形可求出总功;再根据W=Fs变形后可求出拉力F。
(2)物体在斜面上做匀速直线运动时,处于平衡状态,对物体进行受力分析结合二力平衡条件可作出判断。
(3)在斜面的粗糙程度不变时,斜面的机械效率只与倾斜角度有关,若倾斜角度越小,则机械效率越小;若倾斜角度不变,则机械效率不变。
【解答】解:
A、此过程所做的有用功为:W有=Gh=6N×0.5m=3J,
根据η=W有W总变形得,总功为:W总=W有η=3J75%=4J;
由W总=Fs得,拉力为:F=W总s=4J1.5m≈2.7N,故A错误;
B、物体在斜面上做匀速直线运动,受到平衡力的作用,即物体在重力、支持力、拉力、摩擦力四个力的作用下处于平衡状态,因支持力和重力不在同一直线上,则二力不是一对平衡力,所以可知摩擦力与拉力也不是一对平衡力(根本原因是二力的大小并不相等),故B错误;
C、只将物体拉到斜面中点位置处,斜面的倾斜角度不变,所以斜面的机械效率也不变,故C错误;
D、若只把斜面的高度降低,即斜面的倾斜角度变小,则斜面的机械效率降低,故D正确。
故选:D。
14.【分析】一切物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:物体原来是向上匀速运动的,突然所有外力都消失,物体将保持原来向上的运动状态,以1m/s的速度继续向上做匀速直线运动。
故选:C。
15.【分析】(1)动能的大小与速度和质量有关;重力势能的大小与高度和质量有关;机械能为动能和势能的和;克服摩擦做功,机械能转化为内能;
(2)阻力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
【解答】解:
A、避险车道路面铺设碎石,是通过增大接触面的粗糙程度来增大对汽车的阻力的,故A正确;
B、汽车冲上避险车道的过程中,质量不变,高度变大,重力势能变大,动能变小,动能转化为重力势能,故B错误;
C、货车冲上避险车道时,动能一部分转化为重力势能,由于存在摩擦,克服摩擦做功,还有一部分动能转化为内能,机械能变小,故C错误;
D、汽车冲上避险车道到达最高点时,速度为0,动能最小,故D错误。
故选:A。
16.【分析】(1)判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是:减小的转化为增多的;
(2)上端开口,底部连通的容器叫连通器,当连通器内为同种液体时,在液体不流动时,各容器内液面相平。
(3)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(4)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:
A、跳水运动员起跳后上升过程中质量不变,速度变小,同时高度升高,故动能减少,重力势能增加,动能转化为重力势能。故A错误;
B、乙图中关闭下游阀门B,打开上游阀门A,闸室和上游上端开口,底部连通,构成连通器,故B正确;
C、丙图中瓶盖上设计有条纹,是通过使接触面更粗糙的方法来增大摩擦力,故C错误;
D、丁图中小丽穿溜冰鞋推墙,她对墙的推力与墙对她的作用力分别作用在墙和小丽上,故不是一对平衡力。故D错误。
故选:B。
17.【分析】物体的浮沉条件:浸没液体中的物体,如果F浮>G,物体将上浮,最后漂浮在液体面上;如果F浮<G,物体将下沉;如果F浮=G,物体将悬浮。据此判断。
【解答】解:茶叶浸在水中时,受到液体的浮力F浮和重力G两个力的作用,
A、茶叶漂浮在水面时,由物体的浮沉条件可知F浮=G,故A正确;
BC、茶叶在逐渐下沉时,由物体的浮沉条件可知F浮<G;下沉过程中茶叶所处的深度h逐渐增大,根据p=ρgh可知茶叶受到水的压强增大,故B、C错误;
D、茶叶沉底后受到重力、浮力和支持力的作用,故D错误。
故选:A。
18.【分析】(1)判断物体的运动状态,主要看物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
(2)影响惯性大小的因素是物体的质量,质量越大,惯性越大;
(3)二力平衡的条件有四个:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,并作用在同一物体上;
(4)物体处于非平衡状态时受到的是非平衡力。
【解答】解:A、坐在动车上的乘客相对于车站位置发生了改变,所以是运动的,故A错误;
B、惯性大小只与物体的质量有关,动车由运动变为静止,动车的质量没有改变,则动车的惯性大小也不变,故B错误;
C、动车对铁轨的压力和铁轨对动车的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D、动车在水平轨道上减速滑行时,处于非平衡状态,受到的是非平衡力,此时它受到的牵引力小于它受到的阻力,故D正确。
故选:D。
19.【分析】(1)当物体漂浮时,其浮力等于自身的重力;
(2)物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,据此分析物块下表面所受压力大小,然后根据压强公式p=FS比较压强;
(3)根据图示并结合阿基米德原理得出两种液体的密度大小,然后根据p=ρgh可知容器底受到压强的大小关系;
(4)利用重力和密度公式得出液体重力大小;又知两物块的重力关系,再根据桌面受到的压力等于容器和液体及物块的总重力。
【解答】解:
C、根据图示可知,A、B漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故FA=FB,故C错误;
A、因为物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,
由于A、B上表面受到的压力为零,因此A、B下表面受到液体的压力等于浮力,且相等,
由于A、B完全相同,则底面积相同,
由p=FS可知,物体下表面受到液体的压强相等,即pA=pB,故A正确;
B、由图知B排开液体的体积小于A排开液体的体积,且FA=FB,
所以根据F浮=ρ液gV排可知,甲中液体的密度小于乙中液体的密度,即ρ乙>ρ甲,
静止时两个容器中的液面恰好相平,即h相等,因此由p=ρgh可知,液体对容器底的压强 p甲<p乙,故B错误;
D、由图知,乙液体体积大,所以由G=mg、ρ=mV可知,乙液体重力大,
由于A、B完全相同,则重力相同,且容器相同,重力相同,
由于容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和,所以容器甲对桌面的压力小于容器乙对桌面的压力,即F甲<F乙,故D正确。
故选:AD。
20.【分析】(1)不放重物和秤砣时,提起提纽,秤杆在水平位置平衡,即为杠杆的重心。
(2)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,可以知道与杠杆自重无关,与杆的粗细无关。
(3)在1kg刻度线时,表示重物为1kg,秤砣质量不变,应该根据杠杆的平衡条件判断即可。
(4)秤杆右端上扬,即为左端重,秤砣应向相反方向移动(或者理解为哪端上扬哪边轻)。
【解答】解:A、不放重物和秤砣时,提起提纽,秤杆在水平位置平衡,即为杠杆的重心,因此提纽O应该为零刻度线。A错误。
B、无论杆秤粗细是否均匀,秤的刻度线分布都是均匀的,因为无论杆秤粗细是否均匀,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力臂与阻力的大小成正比,故B正确。
C、在1kg刻度线时,表示重物为1kg,F1L1=1kg×10N/kg×0.04m=0.4N•m;F2L2=0.2kg×10N/kg×0.16m=0.32N•m;F2L2≠F1L1,故C错误。
D、秤杆右端上扬,即为左端重,应将秤砣向右移,增加力臂使其平衡,故D正确。
故选:BD。
三、作图题(本题共2小题,每小题3分,共6分)
21.【分析】滑轮组的省力特点:滑轮组由几段绳子承担物重,拉起绳子的力就是物重的几分之一。
【解答】解:不计滑轮重和绳重,不计摩擦力,承担物重的绳子段数为n=GF=300N100N=3,
滑轮组由3段绳子承担物重,绕线如图所示:
22.【分析】首先对小球受力进行受力分析,一个质量为m的小球,在竖直向上的拉力F作用下处于静止状态,有3种情况,①竖直向上的拉力F等于重力,②竖直向上的拉力F加上弹力等于重力,③弹力加上重力等于竖直向上的拉力F。
【解答】解:质量为m的小球,在竖直向上的拉力F作用下处于静止状态,有可能处于以下3种情况:
①二力平衡,竖直向上的拉力F等于重力,如图所示:
②三力平衡:a、竖直向上的弹力加上竖直向上的拉力F等于其重力,如图所示:
b、竖直向下的弹力加上重力等于竖直向上的拉力F,作用点都在重心,如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,每空2分,共28分;其中23题6分,24题8分,25题14分)
23.【分析】(1)挂在弹簧测力计下的物体,若浸入液体中,弹簧测力计的示数减小就说明物体受到了竖直向上的浮力;
(2)b、c两图中液体的密度是一定的,c图中物体排开液体的体积比较大,根据F浮=G﹣F示求出浮力,若浮力相等就说明浮力的大小和物体排开液体的体积有关;
(3)要探究浮力的大小和物体浸没在液体中深度的关系,就要保证液体的密度和物体排开液体的体积一定,而深度不同。
【解答】解:
(1)由图a可知,物体的重力是4N,在图b(或c或d或e)中,物体浸入水中时弹簧测力计的示数变为3N,示数减小了就说明物体受到了竖直向上的浮力;
(2)b、c两图中物体浸入的是同种液体,液体的密度是一定的,c图中物体排开水的体积比较大,受到的浮力为4N﹣3N=1N,b图中物体受到的浮力为4N﹣3.6N=0.4N;
由此得出:液体密度一定时,浮力的大小和物体排开液体的体积有关,物体排开液体的体积越大,浮力就越大;
(3)要探究浮力和物体浸没在液体中深度的关系,就要让物体浸没在同种液体中,而深度不同,这样液体的密度和物体排开液体的体积就是一定的,a、c、d图符合这种情况。
故答案为:(1)a、b(或a、c或a、d或a、e);(2)物体排开液体的体积;(3)a、c、d。
24.【分析】(1)为完成“阻力对物体运动的影响”的实验,应采用控制变量的思想,即保持小车到达水平面时的速度相同;
(2)改变接触面的粗糙程度,可以改变摩擦阻力的大小;
(3)(4)实验中,阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面运动的距离来体现的;接触面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越长,如果小车不受力,小车将做匀速直线运动。
【解答】解:(1)让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是:当小车到达水平面时,使小车的速度相同,这用到了控制变量法;
(2)在探究“阻力对物体运动的影响“实验时,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受摩擦阻力大小;
(3)实验中,阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面运动的距离来体现的,阻力越小,滑行距离越远,这用到了转换法;由实验知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小的越慢,小车在水平面上运动的距离越远;
(4)由实验推理得出:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车的运动速度不变,它将保持原来的速度做匀速直线运动。
故答案为:(1)速度;(2)摩擦力;(3)远;(4)匀速直线。
25.【分析】(1)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果。
(2)水与植物油相比,植物油与注射器内壁接触更紧密;
(4)根据注射器气体压强对活塞的影响检查气密性的良好;
(5)根据测力计的示数求出大气压的压力,根据p=FS=FVL=FLV求出大气压。
【解答】解:(1)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大,所以小明进行步骤1的操作目的是为了测出筒壁与活塞之间的摩擦力;
(2)水与植物油相比,植物油与注射器内壁接触更紧密,所以步骤3中,为了排尽注射器内残留少量空气,向注射器内吸入植物油效果较好一些;
(4)堵住针筒前端小孔,将活塞拉动一段距离,松手后,若针筒内留有的部分空气,活塞就不能回到原来的位置,离原来位置越近,说明气密性越好;
(5)根据表格可知:注射器的容积V=2.5mL=2.5cm3,
则注射器横截面积S=VL=2.5cm33.9cm≈0.64cm2=6.4×10﹣5m2,
大气压产生的压力F=7.4N﹣1.2N=6.2N,
则大气压p=FS=6.2N6.4×10−5m2≈0.97×105Pa。
故答案为:(1)筒壁与活塞之间的摩擦力;偏大;(2)植物油;(3)近;(5)0.97×105。
五、综合应用题(第26题10分,27题12分,共22分)
26.【分析】(1)根据h=vt算出江水的深度,根据W=Gh计算重力做的功,利用P=Wt求功率;
(2)求题意分析出圆柱体的高度,根据p=ρgh算出水对圆柱体A底部的压强;
(3)分析图像,通过A浸没时的拉力计算出浮力大小,由F浮=ρ水gV排计算出A的体积,从而计算出A的密度。
【解答】解(1)由图象可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则圆柱体A的重力:G=F=3×104N,
由图象可知,从与水面接触到刚好完全浸没用时t=15s﹣10s=5s,
则完全进入时圆柱体下降的高度:h=vt=0.2m/s×5s=1m,
圆柱体A重力做的功:W=Gh=3×104N×1m=3×104J,
圆柱体A重力做功的功率:P=Wt=3×104J5s=6×103W;
(2)由题意可知,圆柱体的高度为:h′=h=1m;
当圆柱体A刚好浸没在水中时,水对圆柱体A底部的压强:
p=ρgh'=1.0×103kg∕m3×10N/kg×1m=1×104Pa;
(3)中间10﹣15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,
由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,
所以石料受的浮力为:
F浮=G﹣F′=3×104N﹣1×104N=2×104N,
由F浮=ρ水gV排得,圆柱体A的体积:
V=V排=F浮ρ水g=2×104N1×103kg/m3×10N/kg=2m3,
所以A的密度:
ρ=mV=GgV=GgV=3×104N10N/kg×2m3=1.5×103kg∕m3。
答:(1)圆柱体A进入水中过程,重力做功的功率为6×103W;
(2)当圆柱体A刚好浸没在水中时,水对圆柱体底部的压强为1×104Pa;
(3)圆柱体A的密度为1.5×103kg∕m3。
27.【分析】(1)根据F=G得出物体A对地面的压力,根据p=FS得出物体A对地面的压强;
(2)由图可知电动机和物体A整体受到3段绳子的拉力,即n=3,根据s=nsA得出绳子自由端移动的距离,根据v=st得出绳子自由端移动的速度,根据P=Wt=Fst=Fv可知绳子拉力大小;
(3)根据W有用=fsA求出有用功,根据W总=Pt求出总功,根据η=W有用W总求出滑轮组的机械效率。
【解答】解:
(1)物体A对地面的压力F=G=20N,
物体A对地面的压强p=FS=20N0.01m2=2000Pa;
(2)由图可知电动机和物体A整体受到3段绳子的拉力,即n=3,
则绳子自由端移动的距离s=3sA=3×0.2m=0.6m,
绳子自由端移动的速度v=st=0.6m2s=0.3m/s,
根据P=Wt=Fst=Fv可知绳子拉力大小:F拉=Pv=1.2W0.3m/s=4N;
(3)有用功:W有用=fsA=10.8N×0.2m=2.16J,
总功:W总=Pt=1.2W×2s=2.4J,
则滑轮组的机械效率:η=W有用W总=2.16J2.4J=90%。
答:(1)物体A对地面的压强为2000Pa;
(2)绳子拉力大小为4N;
(3)滑轮组的机械效率为90%。
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